Perché i resistori hanno un codice colore?

Una delle prime cose che impari in elettronica è come identificare il valore di un resistore. I resistori a foro passante hanno codici colore, ed è generalmente da lì che iniziano i principianti. Ma perché sono contrassegnati così? Come i segnali di stop rossi e le linee gialle in mezzo alla strada, sembra che sia sempre stato così quando, in realtà, non è così.

Prima degli anni '20, i componenti venivano contrassegnati nel modo in cui il produttore desiderava contrassegnarli. Poi, nel 1924, 50 produttori di radio di Chicago formarono un gruppo commerciale. L'idea era quella di condividere i brevetti tra i membri. Quasi immediatamente il nome cambiò da "Produttori Radio Associati" a "Associazione dei Costruttori Radio" o RMA. Ci sarebbero stati molti altri cambi di nome nel corso degli anni fino a diventare finalmente EIA o Electronic Industries Alliance. La VIA in realtà non esiste più. È esploso in diverse divisioni specifiche, ma questa è un'altra storia.

Questa è la storia di come le bande colorate si sono fatte strada su ogni resistore a foro passante di ogni produttore al mondo.

Verso la fine degli anni '20, l'RMA stava definendo gli standard e uno di questi era lo standard RMA per la codifica a colori. Il problema era che la marcatura di piccoli componenti era difficile, soprattutto negli anni ’20.

La soluzione erano le bande di colore, ma non proprio come le conosciamo oggi. Lo standard per i colori era lo stesso, ma il corpo del resistore fungeva da prima banda. Poi ci sarebbero altre due o tre bande per mostrare il resto del valore. In alcuni casi, la terza fascia era in realtà un punto. Quindi la maggior parte del resistore sarebbe il colore della prima banda. La "punta" del resistore sarebbe la 2a banda e un punto sarebbe il moltiplicatore. Le radio che utilizzavano questo schema iniziarono ad apparire nel 1930. Ecco la tabella dei codici colore dall'annuario di Radio Today del 1941:

Gli annunci in quella rivista che promuovevano i resistori facevano attenzione a notare che erano codificati a colori RMA. Il codice si estese presto ai condensatori (condensatori, nel gergo contemporaneo).

Il punto, come nel caso del testo stampato sul cilindro, potrebbe essere nascosto alla vista a seconda della posizione del resistore. Quindi alla fine tutti passarono alle band.

I colori sono pensati per seguire lo spettro visibile (ricordate ROY G BIV?). Tuttavia, l'RMA ha omesso l'indaco perché apparentemente molte persone non distinguono il blu, l'indaco e il viola come tre colori diversi; In ogni caso, l'indaco è in realtà un colore terziario e Newton lo incluse a causa del suo interesse per l'occulto, a quanto pare. Rimangono quattro slot, quindi i colori scuri rappresentano la fascia bassa (nero e marrone) e i colori vivaci la fascia alta (grigio e bianco).

Naturalmente, niente di tutto questo era divertente se eri daltonico. Leggere un resistore con un contatore o un ponte fuori dal circuito era sicuramente una risposta. Leggerne uno in un circuito, però, era un'altra questione.

Nel 1952 la Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC, un altro gruppo di standard) definì la serie E che determina quali valori devono assumere i resistori in modo da ottenere una spaziatura uguale su una scala logaritmica per i resistori. Se sembra confuso, considera un esempio.

La serie E12 è per resistori al 10% e i valori su di essa forniscono 12 valori per decade. I valori di base sono

Ecco perché puoi ottenere, diciamo, un resistore da 4,7 K o 47 K ma non un resistore da 40K.

Tuttavia, considera la tolleranza. Un resistore da 39 K al 10% potrebbe essere spento di 3,9 K. Se l'errore spingesse verso l'alto la resistenza sarebbe 42,9 K, rendendo superfluo un resistore da 40 K. Cioè, un resistore da 39 K potrebbe comunque essere un resistore da 40 K. Un resistore basso da 47K, d'altro canto, potrebbe essere da 42,3 K, che è inferiore a un'unità di alto valore da 39 K.

Come ci si potrebbe aspettare, il numero di valori aumenta man mano che la tolleranza diminuisce. Al 2%, ad esempio, utilizzerai E48 che ha 48 valori per decade (se indovini E96 - lo standard utilizzato per l'1% ha 96 valori, avresti ragione). Usando E48, i valori vicino a 40 K sono 38,3 K e 40,2 K. Cioè 39,06 sul lato alto e 39,2 sul lato basso.

La prossima volta che prendi un resistore e ne leggi il codice, puoi ricordare la storia dietro a tutto. L'eredità delle bande di colore si ripercuote nel regno del montaggio superficiale, non come colore ma come tre cifre che rappresentano i primi due numeri e il moltiplicatore per il valore del resistore. Al giorno d'oggi molti dispositivi elettronici come i moduli wireless e le batterie al litio includono un datamatrix (qualcosa come un codice QR). Onestamente, sono sorpreso che tutti i componenti, con foro passante e montaggio superficiale, non abbiano una qualche forma di matrice di microdati che ti consenta di puntare il telefono verso di loro e vedere la loro scheda tecnica completa. Forse un giorno.